Is the cloud Green ? A good and complex question …

Cette question que se pose légitimement F Bordage sur GreenIT.fr, mérite réflexion et la réponse n’est ni instantanée ni si évidente. A travers ce post j’essai de réunir plusieurs éléments permettant d’y voir plus clair sur ce sujet. Ces points et opinions sont issus de ma réflexion personnelle et ne sont pas le reflet d’une pensée d’entreprise…même si je la partage au sein de l’entreprise qui m’emploi  :-)

Une tendance Green “sur le papier”

L’idée qui se dégage des différents échanges que j’ai pu avoir sur ce sujet, est que regrouper dans un datacenter un ensemble de machines répartis, pas forcement bien gérées et optimisées en un lieu unique ou elles sont virtualisées et exploitées de manière plus rationnelle, tends a a nous faire penser que globalement, et pour un même service rendu, la consommation énergétique et l’impact CO2 associé sera globalement positif. Etayant cette hypothèse nous trouvons quelques exemples avec chiffres à l’appui comme dans l’article de C Faure, qui montre l’impact CO2 d’une requête sur Google (0,2g par rq, selon Google) et mesure la taille et donc l’impact énergétique de différentes page Web, mais faudrait comparer ces données avec leur équivalent “on premise” ce qui pour un moteur de recherche est “by design” impossible. Il faut pour trouver des comparaisons “solides” plutôt chercher des solutions pouvant exister dans les deux situations et notamment sur des exemples d’application en mode SaaS; Ces applications dans le nuages (SaaS) ont un bel avenir devant eux (la guerre ne fait que commencer entre Microsoft, Google, Amazon… en la matière) et il est intéressant de mesurer, ou à defaut d’estimer l’apport Green du mode SaaS par rapport à des solutions “on premise”. A ce sujet je vous recommande un article super intéressant sur TechNet précisant les gains que peut avoir une virtualisation astucieuse d’Exchange Serveur. Ce dernier exemple démontre une réduction de 35-37% de consommation énergétique et plaide en faveur d’une démarche SaaS correctement virtualisée et mutualisée. La mise en ligne de boites au lettres est probante en terme économique et green (a quelques considérations prêt que nous verrons plus loin). Plus généralement les Applications domiciliées dans le Cloud auront, si elle sont bien écrites et architecturée, de meilleur montée en charge et dynamicité (descente de charge par exemple et adaptation précise aux requêtes entrantes) et globalement le bilan du nombre de services rendu par rapport au nombre de serveurs mise en œuvre sera plus probant dans le cas du cloud  qui concentre les usagers, que des solutions éparse dans (n) sociétés n’exploitant pas à 100% les ressources misent en œuvre. On aurait dans ce cas, tendance a dire comme F Fillon que le Cloud is Green :-).

Mais l’équation Green n’est pas si évidente

Mais ce serait aller un peu vite en besogne. Rappelons que dans un datacenter, le refroidissement (cooling) coute très cher en terme énergétique Des PUE de 1.8-2.0 sont courants dans les data center actuels, ce qui veut dire que seulement 30 à 50% de l’énergie apporté au Datacenter sert rfacebook et charbonéellement aux serveurs ! Ce n’est que dans les nouvelles générations de DataCenter (3° et 4° génération) qui commence juste a émerger, que l’on voit des réductions significative du PUE. En effet dans ces nouvelles générations s’il ya plus ou presque plus de cooling. Mais ce n’est pas tout, car au delà du refroidissement,  il faut aussi garantir une bonne qualité de service et donc il est nécessaire d’assurer la redondance des applications et des données, et de prévoir un palliatif aux coupures éventuelles de courant avec une alimentation auxiliaire (groupe électrogène).  Tout cela a un coût et comparer à une série de petits serveurs plus ou moins bien entretenus qui ne sont ni redondants ni résistants aux coupures de courants: le bilan énergétique et impact CO2 n’est pas en faveur des Datacenters. Revenons un instant sur les data center, j’évoquai à l’instant que leur efficacité énergétique et leur impact environnementale est en progression, mais tout ces efforts  peuvent s’écrouler d’un seul coup sur le plan environnemental, comme le souligne GreenPeace, des lors que l’électricité consommée n’est pas Green, c’est  le cas en ce moment avec le nouveau data center de FaceBook, qui sur le papier semble être à l’état de l’art mais est alimenté par une centrale à charbon ! Le papier produit à l’occasion par Green Peace, incite à la réflexion… Car encore une fois c’est une analyse globale (holistique !)  qu' il faut mener, c’est comme pour les ACV, c’est en mettant tout les éléments dans la balance que l’on peut arriver à un vrai bilan. Toujours a propos de Greenpeace, ne ratez pas le classement des industries IT, qui intègre ces notions (et d’autre) pour lister et classer de manière la plus objective possible les grands acteurs de l’informatique

Des Datacenter de plus en plus Green,

Les Datacenter évoluent rapidement ces derniers temps, on parle de génération 3 et 4, les efforts fait en matière de PUE sont significatifclip_image002f et saluer par des awards distribué par exemple UptimeInstitute pour le datacenter de Microsoft à Chicago qui a été conçu et est exploité avec en tête une effort particulier sur l’efficacité énergétique et la réduction de l’impact CO2 associé mais aussi sur la réduction de l’eau utilisée et la climatisation minimisée a son maximum (je sais quand un gars de MS parle d’award attribué à MS ca fait toujours louche…mais quand les faits sont la :-)

On trouvera un ensemble de documentation sur les data center Microsoft sur le site global foundation et également pas mal d’éléments sur le blog de Microsoft’s Global Foundation Services.

clip_image005Les datacenter dédié au Cloud Computing, sont des maintenant de génération 3 et 4. La photo ci dessous du Datacenter Microsoft de Chicago montre une gestion des machines en container, mais il y a ici encore un toit, un bâtiment et du cooling ( a base d’eau et énergétiquement optimum). Mais on peu aller encoreclip_image004 plus loin. C’est le cas des tout derniers DataCenter de Microsoft créé à Dublin, là, plus d’infrastructure de Bâtiment, plus de cooling et plus d’alimentation de secours ! Grace au Cloud les données sont répliquées sur différents datacenter et la probabilité de coupure d’alimentation simultané en plusieurs endroits du monde (europe, asie ou US) est si faible que l’on peut se permettre de l’ignorer. De même en laissant les containers a l’air libre (et en pensant bien ces containers !) on peut travailler par pure convection et ne plus avoir de cooling (au sens alimenter en énergie) et basculer en free cooling à 100% (c’est bien évidement optimisé par les conditions climatique du site). Le PUE atteint à Dublin dans le Datacenter hébergeant BPOS et Azure est de 1.25…. Cela donne de la perspective pour les années qui viennent.Une petite vidéo est disponible sur le Datacenter de Dublin sur le site de Microsot Europe, elle date un peu (fin 2009) et depuis il semblerait que la densification des serveurs ait amélioré encore le PUE (vers 1.1, chiffres a confirmer dans les mois qui viennent). Reste a s’assurer sur ces sites d’implantation que l’énergie fournies est la plus clean possible (ce qui semble être probant à Dublin, avec un ratio éolien important, des que j’ai les chiffres officiels, je vous les communiquerai). Bon nombre de ces recommandations sont disponible et publié dans le Code of Conduct, document publié par l’union européenne.

 

Mais de plus en plus de datacenter…

Et dans les années qui viennent une forte incitation a utiliser des services et applications en ligne et donc accroitre le nombre et l’utilisation de datacenters géants. En 2010, les centres informatiques consommeront 450 milliards de kWh à l’échelle mondiale et émettront autant de CO2 que la France (source : GreenIT.fr). Un chiffre qui va être multiplié par 4 en 10 ans selon Greenpeace. Greenpeace qui a repris les calculs du rapport Smart 2020 du GeSI et estime qu’avec le développement du Cloud Computing, les « nuages » consommeront 1.963 milliards de kWh en 2020. C’est autant que la France, l’Allemagne, le Canada et le Brésil réunis…Ca donne le vertige ! Cette consommation électrique proviendra à 50% des centres informatiques (1.010 kWh) et à 50% de l’infrastructure télécoms et internet (950 kWh) nécessaire pour relier les internautes aux centres de données des géants du web.

Donc potentiellement Green mais générant de plus en plus de demandes, la consommation énergétique et donc l’impact CO2, le Cloud n’apparait pas comme super Green, a moins que les datacenters soient réellement optimum (PUE tendant vers 1) et Surtout que la source de l’électricité soit elle la plus green possible (cas de Yahoo ou le centre de Lockport proche des chutes du Niagara, ou l’électricité est à 100% d’origine hydroélectrique).

Les paramètres à prendre en compte, pour ne pas conclure trop vite !

Nous venons de le voir qu’affirmer que le Cloud est green n’est pas sérieux, si on ne passe pas en revue un certain nombre de paramètres. Je vous propose en guise de conclusion de justement lister quelque uns de ces paramètres:

Type de datacenter

    • De quelle génération est le data center, comment est assuré le cooling ?
    • Quelle est l’efficacité énergétique (PUE) du data center ?
    • “Qualité” de l’énergie utilisée par le datacenter ? (charbon, éolien hydraulique ou nucléaire )
    • Taux d’occupation du datacenter, même le meilleur datacenter n’est optimum (vs son infrastructure) que si un seuil de taux d’occupation est atteint…
    • Quid de l’alimentation de secours et la QoS , qui peut avoir un impact fort sur le bilan énergétique et CO2 du Datacenter

Mise en œuvre du datacenter

    • Mise en œuvre dynamique de l’infrastructure ? Notamment de la virtualisation des serveurs
    • Architecture applicative des serveurs du datacenter
    • Plan de redondance des données et application
    • Durée de vie des serveurs (rappelons que la fabrication d’un serveur est éminemment énergivore ainsi que son recyclage, sans compter les matière brunes grise générées a ces deux étapes…la durée de vie des serveurs est donc clé dans le bilan CO2 du datacenter)

Bref pas gagné de dire que le Cloud est green, même s’il y a un gros potentiel, et j’espère a travers ces quelques lignes vous avoir apporté matière a réflexion . Il est clair qu’avec la monté en puissance du Cloud computing, ce sujet/débat va être alimenté et riche dans les mois qui viennent, j’aurai l’occasion des la rentrée prochaine d’animer plusieurs tables ronde Green et notamment sur ce sujet. Des études sont en cours cet été et nous aurons plus de chiffres et matière pour continuer cette discussion passionnante.

Eric